برای طراحی سیستم های آبیاری قطره ای لازم است افت بار ناشی از جریان آب در بخش فیلتراسیون تعیین گردد. داشتن دیدگاهی صحیح از چگونگی رفتار و اجزا مختلف صافی های هیدروسیکلون امکان طراحی دقیق را فراهم می سازد لذا شناخت صحیح از هیدرولیک جریان در این صافی ها منجر به طراحی دقیق ابعاد هیدروسیکلون با توجه به مشخصات جریان و به حداقل رساندن افت بار هیدرولیکی در آنها می گردد. به این منظور در تحقیق حاضر هیدروسیکلون های 20 و 12 و 8 اینچی انتخاب گردید و شبیه سازی عددی بر روی این هیدروسیکلون ها انجام گرفت. نتایج شبیه سازی عددی با مدل فیزیکی و نتایج تجربی اخذ شده از آزمایش هیدروسیکلون های 20 و 12 و 8 اینچی مورد مقایسه و اعتبارسنجی قرار گرفت. سپس به دلیل اندازه کوچکتر و حساسیت بالاتر به تغییرات اقدام به انتخاب هیدروسیکلون 8 اینچ شد و به بررسی اثر تغییر ابعاد هندسی این هیدروسیکلون نظیر قطر داخلی لوله ورودی و خروجی، قطر راس قسمت مخروطی، طول بخش استوانه ای فیلتر، طول قسمت مخروطی بدنه فیلتر و طول قسمت داخلی لوله خروجی بر میزان هد تلفات در هیدروسیکلون و علت ایجاد آن پرداخته شد. پس از انجام بررسی ها نتایج نشان داد با افزایش دبی در یک هیدروسیکلون با ابعاد و هندسه ثابت، افت انرژی افزایش پیدا می کند. در دبی ثابت با افزایش ارتفاع سیلندر فوقانی و قطر داخلی لوله ی ورودی تلفات کاهش می یابد. همچنین در دبی ثابت با افزایش ارتفاع مخروط ناقص تحتانی، افزایش قطر راس قسمت مخروطی و کاهش طول بخش داخلی لوله خروجی هد تلفات کاهش جزئی می یابد.

در این پایان نامه شبیه سازی انتقال حرارت ترکیبی(آزاد-اجباری) در یک کویتی(حفره) مربعی دوبعدی صورت گرفته است. انتقال حرارت اجباری در کار حاضر به دلیل حرکت صفحه ی بالایی کویتی با سرعت یکنواخت بوده و انتقال حرارت آزاد به دلیل اختلاف دمای صفحات می باشد. جریان داخل کویتی، بسته به عدد رینولدز جریان هم به صورت آرام و هم به صورت آشفته بررسی شده است. مدل های حل جریان، مدل rans و مدل les می باشند. در این کار به بررسی میدان های سرعت و دما و عدد ناسلت جریان در اعداد رینولدز و ریچاردسون مختلف در کویتی بدون زاویه پرداخته شده است. سپس، برای بررسی ساختارهای پر انرژی جریان، روشpod مورد استفاده قرار گرفته است. در کارهای تجربی و عددی به دنبال جدا کردن ساختار¬های منسجم از جریان آرام و یا آشفته ی زمینه هستند. روش¬های زیادی برای بیرون کشیدن ساختارهای منسجم وجود دارد که یکی از این روش ها، pod ست. این روش ساختارها را بر اساس میزان انرژی آن ها بیرون می کشد. در ابتدا جریان داخل کویتی به صورت آرام در نظر گرفته شده سپس، مسأله به صورت آشفته مورد بررسی قرار گرفته است. همچنین تأثیر چرخش کویتی در جریان آرام مطالعه شده و روش pod نیز بر کویتی با زاویه های مختلف اعمال گردیده است.

مبدل¬های حرارتی مارپیچ از انواع مبدل¬های فشرده به حساب می¬آیند. در این نوع مبدل¬ها با توجه به تولید جریان¬های ثانویه به سبب نیروی گریز از مرکز، افزایش انتقال حرارت امری قابل انتظار می¬باشد. از این رو، این نوع مبدل¬ها در صنایعی همچون پزشکی، غذایی و نیروگاه¬های هسته¬ای کاربرد فراوانی دارند. پارامترهای موثر زیادی در این نوع مبدل¬ها وجود دارد که نیاز به بررسی و مطالعه دارد. کار حاضر، نمونه¬ای تحلیل عددی مبدل حرارتی تک لوله¬ای مارپیچ (هلیکال) است. مدل اصلی در 5/9 حلق? طراحی و با استفاده از نرم¬افزار فلوئنت تحلیل شده است. با توجه به اینکه روش¬های عددی بایستی توسط داده‎های تجربی یا تحلیل موجود اعتباردهی شوند، از این رو اعتباردهی مدل حاضر نیز بر پای? ضریب انتقال حرارت جابجایی صورت پذیرفته است که نتایج حکایت از تطبیق مناسب داده¬های عددی به دست آمده با داده-های تجربی و عددی موجود دارد. لازم به توضیح است که در کار حاضر، هر دو رژیم جریان آرام و درهم مورد مطالعه قرار گرفته¬اند. در ادام? توزیع دما در خروجی مبدل و روی دیوار? لوله مورد بررسی قرار گرفته است و نتایج در قالب نمودارهایی ارائه شده است. پارامتر دیگری که در طراحی مبدل¬ها از اهمیت ویژه‎ای برخوردار است، ضریب انتقال حرارت کلی مبدل می باشد که در این کار این ضریب محاسبه شده و ارائه گریده است. عدد بی¬بعد نوسلت فاکتور دیگری است که در این کار مورد مطالعه قرار گرفته و نمودار مربوط به آن آورده شده است. لازم به توضیح است که روابطی نیز بر مبنای داده¬های به دست آمده، برای هر دو رژیم جریان آرام و در هم ارائه شده است. نهایتاً، تأثیر تعداد حلقه بر مشخصه‎های انتقال حرارتی این مبدل بررسی شده و نتایج به دست آمده است

موضوع طراحی مبدل های حرارتی دو لوله ای مارپیچ ( هلیکال ) یکی از موضوعات مهم و در خور توجه بیشتراست. چرا که این نوع مبدل ها برخی مشکلات اساسی مبدل های رایج همانند مبدل های پوسته- لوله ای را با از بین بردن نقاط مرگ و کاهش ضخامت لایه مرزی مرتفع می سازد. با این توضیح می توان به این نتیجه رسید که مطالعه این نوع مبدل ها می تواند یکی از موضوعات روز مهندسین انتقال حرارت باشد. در همین راستا پروژه حاضر تحلیلی عددی از یک مبدل حرارتی دو لوله ای مارپیچ تک حلقه است. ابتدا مدل ساخته شده با مقایسه نتایج آن با نتایج تجربی موجود اعتباردهی گردیده است. معیار اعتباردهی در این کار ضریب انتقال حرارت کلی مبدل می باشد. در ادامه دو رژیم جریان آرام و درهم با یکدیگر مقایسه شده و نتایج مربوط به آن در قالب نموداری ارائه شده است. گام بعدی در روند حل پروژه حاضر، بررسی تاثیر نسبت انحناء بر ضریب انتقال حرارت کلی مبدل می باشد که صورت پذیرفته است. لازم به توضیح است که در این گام دبی جریان و به تبع آن عدد رینولدز لوله داخلی ثابت نگهداشته شده است تا صرفا اثر تغییر هندسه مورد مطالعه قرار گیرد. با توجه به اینکه در این کار سیال داغ از لوله داخلی و سیال خنک از فضای بین دو لوله عبور می کند، هدف گذاری پروژه خنک کاری سیال داخلی است، بر این اساس، عدد نوسلت فضای بین دو لوله می تواند اهمیت زیادی داشته باشد که این پارامتر نیز در مرحله بعدی از پروژه مورد بررسی قرار گرفته و نتایج آن بصورت نموداری جداگانه آورده شده است. همچنین رابطه ای مقدماتی برحسب اعداد دین داخلی و اصلاح شده مربوط به فضای بین دو لوله، برای عدد نوسلت گردیده است.

در پایان نامه حاضر، شبیه سازی عددی انتقال حرارتترکیبی جریان نانوسیال، با استفاده از سیال پایه غیرنیوتنی پاورلا و ذرات اکسید آلومینیوم در طول کانال ارائه شده است. رژیم جریان آرام، جابجایی ترکیبی، سیال تراکم ناپذیر و حالت پایا با وجود انتقال حرارت در سیال غیر نیوتنی عبوری از بین دو صفحه (دما ثابت) و نانوذرات با درصد حجمی (2% و 4% و 6%=?)، به صورت دو بعدی مورد تحلیل قرارگرفته است. معادلات پیوستگی، اندازه حرکت و انرژی با حل تابع جریان به روش ضمنی حل شده، و پروفیل های سرعت و دما در حالتهای مختلف بدست آمد. تاثیر تنش برشی موجود در دیواره و عدد ناسلت برای شرایط مختلف از نسبت نانو ذرات با پایه نیوتنی و غیر نیوتنی بررسی و در انتها نتایج بدست آمده با نتایج موجود در مراجع مقایسه و مشاهده شد که دارای دقت قابل قبولی می باشند. با توجه به تعریف عدد ناسلت به صورت نسبت انتقال گرمای جابجایی به انتقال گرمای هدایتی، مشاهده شدکه با افزایش نسبت نانوذرات و متعاقبا افزایش ضخامت لایه مرزی حرارتی، مقدار رشد تغییرات عدد ناسلت کاهش می یابد. همچنین با افزایش درصد اختلاط نانوذرات، مقدار انتقال حرارت افزایش یافت، بطوریکه برای درصد اختلاط 2%و4%و6% بترتیب افزایش 35%و56%و81% مقدار انتقال حرارت را نسبت به سیال پایه غیرنیوتنی مشاهده گردید .

در این پایان نامه جریان آشفته سه بعدی داخل کانال با دیوار جامد بالا و دیوار متخلخل پایین، به روش شبیه سازی گردابه های بزرگ مورد بررسی قرار گرفته است. هدف اصلی این کار مطالعه ی اثرات نفوذپذیری دیوار روی ساختارها و دینامیک جریان آشفته کانال می باشد. به منظور بررسی اثرات نفوذپذیری دیوار متخلخل، شبیه سازی در سه تخلخل متفاوت 0، 8/0 و 95/0 دیواره صورت گرفته است. در واقع نوآوری کار حاضر اعتبارسنجی شبیه سازی جریان آشفته کانال به روش گردابه های بزرگ با دیواره ی متخلخل در مقیاس ماکروسکوپیک و کشف مکانیزم های تولید آشفتگی در تخلخل های مختلف با روش تفکیک به مدهای متعامد می باشد.

در پایان نامه ی حاضر شبیه سازی جریان آشفته بر روی هیدروفویل clark-y دوبعدی همراه با کاویتاسیون ابری و سوپر کاویتاسیون صورت گرفته است و برای بررسی ساختارهای پر انرژی جریان، روش pod بر نتایج اعمال شده است. نوآوری کار حاضر اعمال روش pod بر روی هیدروفویل همراه با کاویتاسیون و سوپرکاویتاسیون می باشد که قبلا مورد بررسی قرار نگرفته است. این روش ساختارها را بر اساس میزان انرژی آن ها بیرون می کشد.کاواک زایی پدیده ای است که با کاهش فشار مایع تا فشار بخار اشباع بوجود آمده و باعث تبدیل فاز مایع به فاز بخار می شود